实用波谱学：06 综合解析
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有机波谱综合解析
有机波谱综合解析
MS：确定化合物的分子量、分子式、含氮数、卤素等 ； UV：推测化合物有何种生色团，共轭体系类型和大小； IR：提供官能团的信息，特别是含氢基团、双键和三键基团；
1H-NMR：提供氢原子数目、含氢官能团类型及连接顺序； 13C-NMR：提供碳原子数目、类型。
在推导结构时以核磁共振谱图为基础，配合质 谱、红外、紫外等推出结构。因为核磁共振图谱规 律性强，可解析性高，信息量多，谱图多样。
波谱综合解析的一般步骤
（1）分子量和分子式的确定 分子量从质谱数据获得。 质谱图中确定分子离子峰，其质荷比 就是分子量。
分子式的确定方法
由质谱分子离子与同位素离子的丰度比计 算得到分子式 综合利用各谱学方法提供的信息确定分子 式 其他方法：质谱的精密分子量测定或元素 定量分析仪
综合利用各谱学方法提供的信息确定分子式
关，而与芳环上相连氢的个数有关）
1HNMR
化学位移6-8，烷基单取代一般产生一 个峰（宽），对位取代一般生成四个峰；其他 取代类型比较复杂； 13CNMR化学位移90-160； 质谱出现m/z=39，51，65，77系列峰； 紫外光谱出现B带。
（2）羰基的存在
红外 在双键区1700cm-1有强的υC=O 吸收峰。
（2）计算不饱和度
在解析过程及最终结果验证时，注意不饱和 度的一致性。
（3）找出结构单元
通过各种谱图中获得结构单元类型及数目的 信息。有的结构单元可能在各个图谱都有反映， 有些结构单元可能只在一种谱学方法中才有肯 定的结论。
4）计算剩余基团 分子式与已确定的所有结在
红外：游离OH伸缩振动υO-H3600cm-1 尖峰； 缔合OH伸缩振动υO-H 3300cm-1 又宽又强吸收峰； 氢谱：羟基化学位移无定值，可以通过重水交换 法证实； 碳谱 羟基在碳谱上不能直接反映，但与羟基相连 的碳原子化学位移移向低场； 质谱 醇类化合物一般不出现分子离子峰，常出现 M-H2O，M-H2O-C2H4碎片离子峰；断裂类型以α 断裂为主。
MS：确定化合物的分子量、分子式、含氮数、卤素等 ； UV：推测化合物有何种生色团，共轭体系类型和大小； IR：提供官能团的信息，特别是含氢基团、双键和三键基团；
1H-NMR：提供氢原子数目、含氢官能团类型及连接顺序； 13C-NMR：提供碳原子数目、类型。
在推导结构时以核磁共振谱图为基础，配合质 谱、红外、紫外等推出结构。因为核磁共振图谱规 律性强，可解析性高，信息量多，谱图多样。
波谱综合解析的一般步骤
（1）分子量和分子式的确定 分子量从质谱数据获得。 质谱图中确定分子离子峰，其质荷比 就是分子量。
分子式的确定方法
由质谱分子离子与同位素离子的丰度比计 算得到分子式 综合利用各谱学方法提供的信息确定分子 式 其他方法：质谱的精密分子量测定或元素 定量分析仪
综合利用各谱学方法提供的信息确定分子式
关，而与芳环上相连氢的个数有关）
1HNMR
化学位移6-8，烷基单取代一般产生一 个峰（宽），对位取代一般生成四个峰；其他 取代类型比较复杂； 13CNMR化学位移90-160； 质谱出现m/z=39，51，65，77系列峰； 紫外光谱出现B带。
（2）羰基的存在
红外 在双键区1700cm-1有强的υC=O 吸收峰。
（2）计算不饱和度
在解析过程及最终结果验证时，注意不饱和 度的一致性。
（3）找出结构单元
通过各种谱图中获得结构单元类型及数目的 信息。有的结构单元可能在各个图谱都有反映， 有些结构单元可能只在一种谱学方法中才有肯 定的结论。
4）计算剩余基团 分子式与已确定的所有结在
红外：游离OH伸缩振动υO-H3600cm-1 尖峰； 缔合OH伸缩振动υO-H 3300cm-1 又宽又强吸收峰； 氢谱：羟基化学位移无定值，可以通过重水交换 法证实； 碳谱 羟基在碳谱上不能直接反映，但与羟基相连 的碳原子化学位移移向低场； 质谱 醇类化合物一般不出现分子离子峰，常出现 M-H2O，M-H2O-C2H4碎片离子峰；断裂类型以α 断裂为主。
《波谱分析教程》第6章 波谱综合解析 ppt课件
关系 （4）判断活泼H——加D2O
5. 13C NMR
宽带去偶谱：不同类型C原子的个数 选择性去偶谱：每个C原子上所带的氢
原子个数 DEPT谱：C、CH、CH2、CH3
6.2 波谱综合解析步骤
1. 确定分子式 2. 计算不饱和度 3. 官能团和结构单元的确定 4. 结构单元的相应关系 5. 推定分子结构 6. 确定分子结构的光谱归属
(C)
10 4 3
96
8 7
5
2
1
11
(C)
3
4
5
11 2
1
3410 4 3源自9688 97
5
21
11
11
5 89
2
1
34
8 9 2 11 5
1
10 4 3 96
8 7
52
1
1
11
11 2 9 58
4 3
34
10
6
7
10 96
4
3
87 5 11
21
11 1 9 852
34
5 892 11 1
find what we expect to find. In particular,
depending on the hybridization of carbon
and other factors, some of the two-bond correlations (2JCH) or three-bond (3JCH) correlations are occasionally absent. To
HMQC spectrum
2.某化合物B，分子式C8H6O3，其谱图如 下，请确定其结构。
5. 13C NMR
宽带去偶谱：不同类型C原子的个数 选择性去偶谱：每个C原子上所带的氢
原子个数 DEPT谱：C、CH、CH2、CH3
6.2 波谱综合解析步骤
1. 确定分子式 2. 计算不饱和度 3. 官能团和结构单元的确定 4. 结构单元的相应关系 5. 推定分子结构 6. 确定分子结构的光谱归属
(C)
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11 1 9 852
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5 892 11 1
find what we expect to find. In particular,
depending on the hybridization of carbon
and other factors, some of the two-bond correlations (2JCH) or three-bond (3JCH) correlations are occasionally absent. To
HMQC spectrum
2.某化合物B，分子式C8H6O3，其谱图如 下，请确定其结构。
有机波谱解析-第六章 综合波谱解析
11
• 综合以上信息，推断未知物 的结构是：
CH3 H3C
C
CH3
CH2OH
• MS中的主要碎片离子得到了如下解释:
CH3
CH2
+ OH m/e31 -2H
+ . CH2OH
H3C
CH3
H3C
C
CH3
C+
CH3
m/e88 -CH3
m/e57 -CH3 -H CH3 C +
12
m/e29 m/e73
C
最后，通 过谱图验证， 如果有质谱， 一般通过质谱 验证。
17
18
CH2
m/e41
• 某一未知化合物，其分子式为C13H16O4。已测定 它的红外光谱、核磁共振谱以及紫外吸收光谱.如 图，试确该未知化合物的结构。
750 730 1740 1220 1030
13
5 1
4
6
λmax 260nm(ε215)
14
解析: • 从分子式C13H16O4知道其不饱和度为6，因此未知 物可能是芳香化合物。对于这一点，很容易从如 下的光谱中得到证实。 • 红外光谱中在3100～3020cm-1处有一弱吸收带 υCH ，在1600和1500 cm-1处的两个吸收带是由苯 核骨架振动引起的。而730和700 cm-1处的两个中 强吸收带为δCH(面外)。这些都说明未知物分子 中存在着1个单取代苯环。 • 在核磁共振谱中δ7.25处的宽单峰，通过积分值指 出具有5个质子，也说明分子中存在着1个单取代 苯环。
第六章 综合解析
Combined UV, IR, MS, NMR
各种谱图解析时的要点：
• 1H-NMR法： – 确定质子总数和每一类质子数 – 区分羧酸、醛、芳香族(有时知道取代位置)、 烯烃、烷烃质子 – 从自旋偶合相互作用研究其相邻的取代基 – 加入重水检出活泼氢
• 综合以上信息，推断未知物 的结构是：
CH3 H3C
C
CH3
CH2OH
• MS中的主要碎片离子得到了如下解释:
CH3
CH2
+ OH m/e31 -2H
+ . CH2OH
H3C
CH3
H3C
C
CH3
C+
CH3
m/e88 -CH3
m/e57 -CH3 -H CH3 C +
12
m/e29 m/e73
C
最后，通 过谱图验证， 如果有质谱， 一般通过质谱 验证。
17
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CH2
m/e41
• 某一未知化合物，其分子式为C13H16O4。已测定 它的红外光谱、核磁共振谱以及紫外吸收光谱.如 图，试确该未知化合物的结构。
750 730 1740 1220 1030
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λmax 260nm(ε215)
14
解析: • 从分子式C13H16O4知道其不饱和度为6，因此未知 物可能是芳香化合物。对于这一点，很容易从如 下的光谱中得到证实。 • 红外光谱中在3100～3020cm-1处有一弱吸收带 υCH ，在1600和1500 cm-1处的两个吸收带是由苯 核骨架振动引起的。而730和700 cm-1处的两个中 强吸收带为δCH(面外)。这些都说明未知物分子 中存在着1个单取代苯环。 • 在核磁共振谱中δ7.25处的宽单峰，通过积分值指 出具有5个质子，也说明分子中存在着1个单取代 苯环。
第六章 综合解析
Combined UV, IR, MS, NMR
各种谱图解析时的要点：
• 1H-NMR法： – 确定质子总数和每一类质子数 – 区分羧酸、醛、芳香族(有时知道取代位置)、 烯烃、烷烃质子 – 从自旋偶合相互作用研究其相邻的取代基 – 加入重水检出活泼氢
综合波谱解析法(课堂PPT)
12.07.2020
6
核磁共振氢谱在综合光谱解析中的作用
核磁共振氢谱(1H—NMR) 在综合光谱解析中主 要提供化合物中下列三方面的结构信息。
⒈质子的类型：说明化合物具有哪些种类的含氢 官能团。
⒉氢分布：说明各种类型氢的数目。
⒊核间关系:氢核间的偶合关系与氢核所处的化学 环境。核间关系可提供化合物的二级结构信息，如连
峰，只有季碳信号消失。
以取代偏共振去偶谱中同一朝向的多重谱线。
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11
DEPT谱图A、B、C谱：
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12
DEPT谱图R、Q及P谱：
还可以通过A、B及C谱的加减处理，而 得DEPT的R、Q及P谱，分别只呈现CH3、 CH2及CH的信号，而且都呈现向上的单 一谱线。
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28
二、综合光谱解析的顺序与重点
7．核磁共振碳谱的解析重点 ①查看全去偶碳谱(COM谱)上的谱线数与分子
式中所含碳数是否相同？
数目相同:说明每个碳的化学环境都不相同， 分子无对称性。
数目不相同(少):说明有碳的化学环境相同, 分子有对称性
②由偏共振谱(OFR)，确定与碳偶合的氢数。 ③由各碳的化学位移，确定碳的归属。
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31
三、综合光谱解析示例
前面已分别介绍了综合解析的大致顺 序与重点
在下面列出的13个未知化合物中，提 供了它们的UV、MS、IR、1HNMR 和13CNMR谱图或部分谱图。
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32
(二)波谱解析综合示例
练习1：某化合物A的分子式为C9H10O， 请解析各谱图并推测分子结构。
含氢的官能
氢谱不足
团
《综合波谱解析法》课件
综合波谱解析法
综合波谱解析法是一种广泛应用于信号处理领域的分析方法，通过傅里叶变 换和频谱分析等技术，对复杂信号进行解析和处理。
什么是综合波谱解析法？
定义
综合波谱解析法是一种用于分析和处理信号的方法，结合了傅里叶变换、解析复信号、频 谱分析和最小二乘法等技术。
特点
综合波谱解析法能够对非平稳信号进行处理，具有很高的时频分辨率，可以应用于通信、 音频和视频信号处理等领域。
综合波谱解析法的原理
1
解析复信号
2
通过解析复信号，获取信号的幅度、
相位和频率信息。
3
最小二乘法
4
利用最小二乘法进行信号重建和去噪。
傅里叶变换
将复杂信号转换为频域表示，提取频 谱成分。
频谱分析
对信号的频谱进行分析，找出频谱峰 值和谱形特征。
综合波谱解析法的应用
通信领域
应用于无线通信系统的频谱分析和信号调制解调。
音频信号处理领域
用于音频信号的频谱分析、降噪和音乐合成。
视频信号处理领域
应用于视频信号的运动检测、图像压缩和图 非平稳信号处理效果差
2 时频分辨率的矛盾
综合波谱解析法在处理非平稳信号时可能 会失去一些细节信息，降低处理效果。
综合波谱解析法的时频分辨率与分析窗口 大小相关，分辨率高则窗口变宽，反之亦 然。
总结
优点
综合波谱解析法能够处理复杂信号、具有很高的时频分辨率，可广泛应用于信号处理领域。
局限性
综合波谱解析法在处理非平稳信号和时频分辨率方面存在一定的局限性。
发展趋势
未来，综合波谱解析法将继续发展，应用于更多领域，提高处理效果和时频分辨率。
综合波谱解析法是一种广泛应用于信号处理领域的分析方法，通过傅里叶变 换和频谱分析等技术，对复杂信号进行解析和处理。
什么是综合波谱解析法？
定义
综合波谱解析法是一种用于分析和处理信号的方法，结合了傅里叶变换、解析复信号、频 谱分析和最小二乘法等技术。
特点
综合波谱解析法能够对非平稳信号进行处理，具有很高的时频分辨率，可以应用于通信、 音频和视频信号处理等领域。
综合波谱解析法的原理
1
解析复信号
2
通过解析复信号，获取信号的幅度、
相位和频率信息。
3
最小二乘法
4
利用最小二乘法进行信号重建和去噪。
傅里叶变换
将复杂信号转换为频域表示，提取频 谱成分。
频谱分析
对信号的频谱进行分析，找出频谱峰 值和谱形特征。
综合波谱解析法的应用
通信领域
应用于无线通信系统的频谱分析和信号调制解调。
音频信号处理领域
用于音频信号的频谱分析、降噪和音乐合成。
视频信号处理领域
应用于视频信号的运动检测、图像压缩和图 非平稳信号处理效果差
2 时频分辨率的矛盾
综合波谱解析法在处理非平稳信号时可能 会失去一些细节信息，降低处理效果。
综合波谱解析法的时频分辨率与分析窗口 大小相关，分辨率高则窗口变宽，反之亦 然。
总结
优点
综合波谱解析法能够处理复杂信号、具有很高的时频分辨率，可广泛应用于信号处理领域。
局限性
综合波谱解析法在处理非平稳信号和时频分辨率方面存在一定的局限性。
发展趋势
未来，综合波谱解析法将继续发展，应用于更多领域，提高处理效果和时频分辨率。
06综合解析
期末考试说明➢闭卷考试（2017年6月26日，周一，闭卷）➢试卷中各章内容所占比重：➢忠告：学校对考试全程监控和录像，切不可作弊。
多谱综合解析通过对未知物（纯物质）的紫外吸收光谱、红外吸收光谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、质谱、元素分析的综合解析，确定分子结构。
!! 会解谱是该课程的终极学习目的。
各谱在结构解析中发挥的作用一、质谱（MS）（1）测量分子量（M.+）（2）从M、M+2、M+4推测Cl、Br、S的存在（3）氮律推测氮原子数目（4）从(M+2)/M、（M+1)/M查贝农表，推算分子式（5）主要碎片离子峰推测结构信息（43、77、91、105）（6）验证推测结构的正确性。
二、紫外-可见光谱（UV-Vis）●确定化合物的类型及共轭情况。
如：是否是不饱和化合物（共轭烯烃和不饱和羰基化合物）；是否具有芳香环结构。
●可提供某些官能团的信息，如是否含有羰基、炔基、烯基等，但特征性差，在综合光谱解析中一般可不予以考虑。
●紫外吸收光谱法主要用于定量分析。
三、红外吸收光谱（IR）推测官能团，判断化合物类别提供未知物的细微结构，如直链/支链、苯环取代方式等信息，但在综合光谱解析中居次要地位。
四、核磁共振氢谱（1H NMR）提供化合物中所含质子的信息：1.质子的类型：含氢官能团种类2.氢的分布：各类型氢的数目3.核间关系: 通过偶合裂分可知邻碳氢原子数目。
五、核磁共振碳谱(13C NMR)1.化学互不等价的碳数目：质子宽带去偶（全去偶）碳谱中出峰数目（除含D、F、P等化合物）2.碳的杂化类型或所连基团信息：由 c值来判断3.碳上氢的个数：偏共振去偶或DEPT确定伯、仲、叔、季碳（C与H的偶合也服从n+1律）综合波谱解析的顺序与重点1．确定分子式（1）经典的分子量测定方法沸点升高、凝固点降低法、蒸汽密度法、渗透压法。
（2）质谱法高分辨质谱：能精确测定分子量，直接推出分子式。
低分辨质谱：由同位素峰丰度比推出元素组成和分子式。
波谱分析第六章
方法得到快速发展:快原子轰击离子源，基质辅助激
光解吸电离源，电喷雾电离源等。
6、目前：出现了比较成熟的液相色谱-质谱联用仪，
感应耦合等离子体质谱仪，傅立叶变换质谱仪等。质
谱分析法已广泛地应用于化学、化工、材料、环境、
地质、能源、药物、刑侦、生命科学、运动医学等各
个领域。
三、质谱分析法特点
1、信息量大， 应用范围广，无机物、有机物；液体、
3、50年代初：质谱仪器开始商品化，并广泛用于各类
有机物的结构分析；同时质谱方法与NMR、IR等方
法结合成为分子结构分析的最有效的手段。
4、60年代：出现了气相色谱-质谱联用仪，使质谱仪的 应用 领域大大扩展，开始成为有机物分析的重要仪 器；计算机的应用又使质谱分析法发生了飞跃变化。
5、90年代：由于生物分析的需要，一些新的离子化
a) 间歇式进样：适于气体、沸点低且易挥发的液体、 中等蒸汽压固体。如图所示。注入样品(10-100g)—
贮样器(0.5L-3L)—抽真空(10-2 Torr)并加热—样品蒸汽
分子(压力陡度)—漏隙—高真空离子源。
b） 直接探针进样：高沸点液体及固体 探针杆通常是一根规格为25cm6mm，末端有一 装样品的黄金杯(坩埚)，将探针杆通过真空闭锁系统 引入样品，如图所示。 优点： 样品蒸汽压可以很
FI特点：分子离子峰很清楚，碎片峰较弱，利于相
对分子质量的测定，缺乏分子结构信息。
场解析(Field desorption, FD) 类似于场电离源，它也有一个表面长满“ 胡须”( 长0.01mm)的阳极发射器(Emitter)。 过程：样品溶液涂于发射器表面 ---蒸发除溶剂解 吸样品分子——强电场——分子电离——奔向阴极 ——引入磁场。 特点：特别适于非挥发性且分子量高的离子峰和 准分子离子峰，谱图最为简单（解吸所需的能量远 低于气化所需的能量，所以有机化合物不会发生热 分解；很多键不用断裂仍可以得到分子离子峰）。
综合波谱解析
谢谢
THANKS
未来发展趋势和挑战
• 高通量技术：随着高通量技术的发展，未来有望实现同时对多个样品进行快速 、高效的波谱检测和分析。这将大大提高波谱解析的效率和吞吐量，满足大规 模样品分析的需求。
• 多维度信息获取：未来波谱技术将更加注重多维度信息的获取，如时间分辨、 空间分辨等。这将有助于更深入地揭示物质的动态变化和空间分布等信息，为 科学研究提供更全面的数据支持。
分析化学中的应用
用于物质的定性和定量分析，如测定混合物 中各组分的含量。
无机化学中的应用
用于研究无机化合物的晶体结构、化学键和 振动模式等。
材料科学中的应用
用于研究材料的化学组成、结构和性能之间 的关系。
03 核磁共振波谱解析
CHAPTER
核磁共振原理
核磁共振现象
当原子核置于强磁场中，其自旋磁矩与外加磁场相互作用，产生能级分裂。当外加射频场满足一定条件时，原子核发 生能级跃迁，产生核磁共振信号。
化学位移
不同化学环境中的原子核具有不同的共振频率，表现为化学位移现象。通过测量化学位移，可以推断出原子核所处的 化学环境。
偶合常数
相邻原子核之间的相互作用会导致核磁共振信号的分裂，形成多重峰。偶合常数反映了这种相互作用的 强度，可用于推断分子结构。
核磁共振仪器与操作
01 02
核磁共振仪组成
主要包括磁体、射频系统、检测系统、控制系统和数据处理系统等部分 。其中，超导磁体提供强磁场环境，射频系统用于激发原子核产生共振 信号，检测系统接收并处理信号。
仪器构造
质谱仪主要由离子源、质量分析器和检测器三部分组成。离 子源负责将样品电离成离子，质量分析器根据离子的质荷比 进行分离，检测器则用于检测并记录离子信号。
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的结构单元（如CH3CH2） 7. 重水交换可鉴定活泼氢的存在及数目
（4）核磁共振碳谱的解析重点
1. 检验全去偶碳谱上的谱线数与分子式中碳数是否相同
➢ 数目相同: 每个碳的化学环境均相同，分子无对称性。 ➢ 数目不相同(少): 部分碳的化学环境相同, 分子有一定对称性。
2. 分辨伯仲叔季碳 3. 由各碳的化学位移，确定碳的归属（羰基碳、芳环碳、
Any Questions？
多谱综合解析
通过对未知物（纯物质）的紫外吸收光谱、 红外吸收光谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、 质谱、元素分析的综合解析，确定分子结构。 !! 会解谱是该课程的终极学习目的。
各谱在结构解析中发挥的作用
一 、质谱（MS）
（1）测量分子量（M.+） （2）从M、M+2、M+4推测Cl、Br、S的存在 （3）氮律推测氮原子数目 （4）从(M+2)/M、（M+1)/M查贝农表，推算分子式 （5）主要碎片离子峰推测结构信息（43、77、91、105） （6）验证推测结构的正确性。
期末考试说明
➢ 半卷考试 ➢ 试卷中各章内容所占比重：
UV-Vis: ~10%；IR: ~20%；1H NMR: ~40%；13C NMR: ~10%；MS: ~20%
➢ 题型：
一．选择题：10×2’ = 20’ 二．简答题 ：5题（每章一题）共35’ 三．谱图解析：3×15’ = 45’
➢ 忠告：学校对考试全程监控和录像，切不可作弊。
0~82之间的化学位移（t， 有可能推测出其 三重峰）和（d，二重峰） 相邻部分结构。
确定；DEPT分别为倒峰
和正峰。
1460，1380，特别在138 0是CH3的特征谱带，能 推断有无异丙基、叔丁基
CH2有1470，由于相邻 官能团的不同会有一些位 移，难于得到CH的信息
支链上有CH3 时有15或 M-15
（3）核磁共振氢谱的解析顺序
1. 算出各组质子的积分面积比，求出每组峰氢原子个数。初步 判断CH、CH2、CH3
2. 先解析单峰：如CH3O-、CH3N-、CH3Ph、CH3-C≡等孤立甲基 3. 解析δ>l0处出现的-COOH、-CHO及分子内氢键质子峰。 4. 化学位移为4.0左右的信号：CHnO-的可能性大 5. 解释芳氢区（7-8ppm），判断取代类型。 6. 结合积分面积、化学位移、峰裂分数目、耦合常数解析存在
推测官能团，判断化合物类别 提供未知物的细微结构，如直链/支链、苯环取代方
式等信息，但在综合光谱解析中居次要地位。
四、核磁共振氢谱 （1H NMR）
提供化合物中所含质子的信息： 1. 质子的类型：含氢官能团种类 2. 氢的分布：各类型氢的数目 3. 核间关系: 通过偶合裂分可知邻碳氢原子数目。
烷氧基碳、烷基碳）。
（5）质谱（MS）的解析
主要碎片离子峰推测结构信息（43、77、91、105）
4．推定结构式
总结所有官能团和结构片段，找出各结构单元的关系， 提出一种或几种可能结构式。
5. 验证（检验结构与各种谱图是否都相符）
➢ 用IR核对官能团 ➢ 用13C NMR核对碳核的数目、类型 ➢ 用1H NMR核对氢核化学位移和相互偶合关系 ➢ MS中主要碎片离子峰能否由经合理裂解生成 ➢ 用UV核对共轭体系和一些官能团的取代位置，用经验
82~160至少需要有2个 C的吸收峰，用CH2= (t),CH=(d),C=(s)的组 合可确定各种类型。
由分子式计算不饱和度推测未知物的类别，如芳香族(单环、 稠环等)、脂肪族(饱和或不饱和、链式、脂环及环数)及含 不饱和官能团数目等。
3．确定官能团及结构单元 （1）紫外吸收光谱
由吸收峰位置推测共轭情况 (p-π与π-π共轭、 长与短共轭、官能团与母体共轭的情况)及未知物 的类别(芳香族、不饱和脂肪族)。
（2）红外吸收光谱
推测其类别及可能具有的官能团等。 解析重点： ➢ 含氧官能团：C=O、OH、C-O ➢ 含氮官能团：NH、C=N、CN、NO2 ➢ 烃基：苯环、C=C、、炔基、甲基 解析顺序与原则：
“先特征(区)、后指纹(区)；先最强(峰)、后次强(峰)； 先粗查、后细找；先否定、后肯定；解析一组相关峰”
二、紫外-可见光谱（UV-Vis）
确定化合物的类型及共轭情况。如：是否是不饱和化合物 （共轭烯烃和不饱和羰基化合物）；是否具有芳香环结构。
可提供某些官能团的信息，如是否含有羰基、炔基、烯基等， 但特征性差，在综合光谱解析中一般可不予以考虑。
紫外吸收光谱法主要用于定量分析。
三、红外吸收光谱（IR）
（2）质谱法 高分辨质谱：能精确测定分子量，直接推出分子式。 低分辨质谱：由同位素峰丰度比推出元素组成和分子式。
➢ 从(M+2)/M、（M+1)/M查贝农表，推算分子式 ➢ 从M、M+2、M+4推测Cl、Br、S的存在 ➢ 氮律推测氮原子数目
（3）综合光谱数据与元素分析确定分子式
2．计算不饱和度
U = 1 + n4 – 1/2 ( n1 – n3)
有CH2则相差 14
季碳 原子
由位于0~82之间的化学 位移（s，单峰）确定， 难于推断与其相邻的部分 结构。DEPT中无信号。
不能得到直接信 息
难于得到直接信息
叔丁基
(t-C4H9) 57, 41（57掉 CH4）
结构 C=C
13C-NMR (ppm)
1H-NMR (ppm)
IR (cm-1)
MS (m/z)
五、核磁共振碳谱(13C NMR)
1. 化学互不等价的碳数目：质子宽带去偶（全去偶）碳 谱中出峰数目（除含D、F、P等化合物）
2. 碳的杂化类型或所连基团信息：由c值来判断 3. 碳上氢的个数：确定伯、仲、叔、季碳（C与H的偶合
也服从n+1律）
综合波谱解析的顺序与重点
1．确定分子式
（1）经典的分子量测定方法 沸点升高、凝固点降低法、蒸汽密度法、渗透压法。
公式计算λmax
主要的结构单元与各种图谱之间的关系
结构 CH3
CH2 CH
13C-NMR (ppm)
1H-NMR (ppm) IR (cm-1)
MS (m/z)
0~82之间（q，四重峰） 在0~5之间，从质
确定，能知道H2或CH，由裂
分和出现的位置
（4）核磁共振碳谱的解析重点
1. 检验全去偶碳谱上的谱线数与分子式中碳数是否相同
➢ 数目相同: 每个碳的化学环境均相同，分子无对称性。 ➢ 数目不相同(少): 部分碳的化学环境相同, 分子有一定对称性。
2. 分辨伯仲叔季碳 3. 由各碳的化学位移，确定碳的归属（羰基碳、芳环碳、
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多谱综合解析
通过对未知物（纯物质）的紫外吸收光谱、 红外吸收光谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、 质谱、元素分析的综合解析，确定分子结构。 !! 会解谱是该课程的终极学习目的。
各谱在结构解析中发挥的作用
一 、质谱（MS）
（1）测量分子量（M.+） （2）从M、M+2、M+4推测Cl、Br、S的存在 （3）氮律推测氮原子数目 （4）从(M+2)/M、（M+1)/M查贝农表，推算分子式 （5）主要碎片离子峰推测结构信息（43、77、91、105） （6）验证推测结构的正确性。
期末考试说明
➢ 半卷考试 ➢ 试卷中各章内容所占比重：
UV-Vis: ~10%；IR: ~20%；1H NMR: ~40%；13C NMR: ~10%；MS: ~20%
➢ 题型：
一．选择题：10×2’ = 20’ 二．简答题 ：5题（每章一题）共35’ 三．谱图解析：3×15’ = 45’
➢ 忠告：学校对考试全程监控和录像，切不可作弊。
0~82之间的化学位移（t， 有可能推测出其 三重峰）和（d，二重峰） 相邻部分结构。
确定；DEPT分别为倒峰
和正峰。
1460，1380，特别在138 0是CH3的特征谱带，能 推断有无异丙基、叔丁基
CH2有1470，由于相邻 官能团的不同会有一些位 移，难于得到CH的信息
支链上有CH3 时有15或 M-15
（3）核磁共振氢谱的解析顺序
1. 算出各组质子的积分面积比，求出每组峰氢原子个数。初步 判断CH、CH2、CH3
2. 先解析单峰：如CH3O-、CH3N-、CH3Ph、CH3-C≡等孤立甲基 3. 解析δ>l0处出现的-COOH、-CHO及分子内氢键质子峰。 4. 化学位移为4.0左右的信号：CHnO-的可能性大 5. 解释芳氢区（7-8ppm），判断取代类型。 6. 结合积分面积、化学位移、峰裂分数目、耦合常数解析存在
推测官能团，判断化合物类别 提供未知物的细微结构，如直链/支链、苯环取代方
式等信息，但在综合光谱解析中居次要地位。
四、核磁共振氢谱 （1H NMR）
提供化合物中所含质子的信息： 1. 质子的类型：含氢官能团种类 2. 氢的分布：各类型氢的数目 3. 核间关系: 通过偶合裂分可知邻碳氢原子数目。
烷氧基碳、烷基碳）。
（5）质谱（MS）的解析
主要碎片离子峰推测结构信息（43、77、91、105）
4．推定结构式
总结所有官能团和结构片段，找出各结构单元的关系， 提出一种或几种可能结构式。
5. 验证（检验结构与各种谱图是否都相符）
➢ 用IR核对官能团 ➢ 用13C NMR核对碳核的数目、类型 ➢ 用1H NMR核对氢核化学位移和相互偶合关系 ➢ MS中主要碎片离子峰能否由经合理裂解生成 ➢ 用UV核对共轭体系和一些官能团的取代位置，用经验
82~160至少需要有2个 C的吸收峰，用CH2= (t),CH=(d),C=(s)的组 合可确定各种类型。
由分子式计算不饱和度推测未知物的类别，如芳香族(单环、 稠环等)、脂肪族(饱和或不饱和、链式、脂环及环数)及含 不饱和官能团数目等。
3．确定官能团及结构单元 （1）紫外吸收光谱
由吸收峰位置推测共轭情况 (p-π与π-π共轭、 长与短共轭、官能团与母体共轭的情况)及未知物 的类别(芳香族、不饱和脂肪族)。
（2）红外吸收光谱
推测其类别及可能具有的官能团等。 解析重点： ➢ 含氧官能团：C=O、OH、C-O ➢ 含氮官能团：NH、C=N、CN、NO2 ➢ 烃基：苯环、C=C、、炔基、甲基 解析顺序与原则：
“先特征(区)、后指纹(区)；先最强(峰)、后次强(峰)； 先粗查、后细找；先否定、后肯定；解析一组相关峰”
二、紫外-可见光谱（UV-Vis）
确定化合物的类型及共轭情况。如：是否是不饱和化合物 （共轭烯烃和不饱和羰基化合物）；是否具有芳香环结构。
可提供某些官能团的信息，如是否含有羰基、炔基、烯基等， 但特征性差，在综合光谱解析中一般可不予以考虑。
紫外吸收光谱法主要用于定量分析。
三、红外吸收光谱（IR）
（2）质谱法 高分辨质谱：能精确测定分子量，直接推出分子式。 低分辨质谱：由同位素峰丰度比推出元素组成和分子式。
➢ 从(M+2)/M、（M+1)/M查贝农表，推算分子式 ➢ 从M、M+2、M+4推测Cl、Br、S的存在 ➢ 氮律推测氮原子数目
（3）综合光谱数据与元素分析确定分子式
2．计算不饱和度
U = 1 + n4 – 1/2 ( n1 – n3)
有CH2则相差 14
季碳 原子
由位于0~82之间的化学 位移（s，单峰）确定， 难于推断与其相邻的部分 结构。DEPT中无信号。
不能得到直接信 息
难于得到直接信息
叔丁基
(t-C4H9) 57, 41（57掉 CH4）
结构 C=C
13C-NMR (ppm)
1H-NMR (ppm)
IR (cm-1)
MS (m/z)
五、核磁共振碳谱(13C NMR)
1. 化学互不等价的碳数目：质子宽带去偶（全去偶）碳 谱中出峰数目（除含D、F、P等化合物）
2. 碳的杂化类型或所连基团信息：由c值来判断 3. 碳上氢的个数：确定伯、仲、叔、季碳（C与H的偶合
也服从n+1律）
综合波谱解析的顺序与重点
1．确定分子式
（1）经典的分子量测定方法 沸点升高、凝固点降低法、蒸汽密度法、渗透压法。
公式计算λmax
主要的结构单元与各种图谱之间的关系
结构 CH3
CH2 CH
13C-NMR (ppm)
1H-NMR (ppm) IR (cm-1)
MS (m/z)
0~82之间（q，四重峰） 在0~5之间，从质
确定，能知道H2或CH，由裂
分和出现的位置